一种可隔空快速测量水温的测温模块及装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种可隔空快速测量水温的测温模块，包括温度传感器，还包括一薄片状的导热片，所述导热片的一侧表面延伸设置有一容纳所述温度传感器的导热腔，所述导热片的另一侧表面为用于与空气接触的工作面；所述导热腔内填充有导热填充物，所述导热填充物填充了温度传感器与导热腔之间的空隙。一种测温装置，包括壳体、转换电路和温度显示模块，还包括以上所述的测温模块，所述测温模块的温度传感器通过引脚与所述转换电路相连。利用该测温模块和测温装置，其测温效率较高，可以快速隔空测得被测物体的温度，可广泛应用于温度测量领域。
【专利说明】
-种可隔空快速测量水溫的测溫模块及装置
技术领域
[0001] 本实用新型设及溫度测量的领域，具体设及一种测量水溫的测溫模块及测溫装 置。
【背景技术】
[0002] 为了保证溫度测量的快捷和准确，在很多溫度测量的场合，都是将测溫装置和被 测对象直接接触的，例如，生活中常见的体溫测量、气溫测量等。然而，对于饮用水运类测溫 对象而言，是不适合与测溫装置直接接触的。而且，如果利用现有的测溫装置对饮用水进行 隔空测量，测溫的速度会很慢。例如，利用常规的溫度传感器测溫方案，如果将其直接与被 测物体接触，大约需要8秒就可W测得被测对象的准确溫度，而如果进行隔空测量，则至少 需要几分钟时间才可W获得准确的溫度。因此，有必要进行改进。 【实用新型内容】
[0003] 为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种可隔空快速测量水溫的测 溫模块及检测装置。
[0004] 本实用新型一个方面提供一种可隔空快速测量水溫的测溫模块，包括溫度传感 器，还包括一薄片状的导热片，所述导热片的一侧表面延伸设置有一容纳所述溫度传感器 的导热腔，所述导热片的另一侧表面为用于与空气接触的工作面;所述导热腔内填充有导 热填充物，所述导热填充物填充了溫度传感器与导热腔之间的空隙；所述溫度传感器的引 脚从导热腔中引出。
[0005] 作为上述技术方案的改进，所述导热片的工作面具有權皱。
[0006] 作为上述技术方案的进一步改进，所述导热填充物的材料为导热娃脂。
[0007] 作为上述技术方案的进一步改进，所述导热腔的尺寸大于所述溫度传感器的尺 寸。
[000引作为上述技术方案的进一步改进，所述溫度传感器为热敏电阻。
[0009] 本实用新型的另一个方面，提供一种测溫装置，包括壳体、A/D转换电路、微处理器 和溫度显示模块，其还包括W上所述的测溫模块，所述测溫模块的溫度传感器通过引脚与 所述A/D转换电路相连。
[0010] 作为上述技术方案的改进，所述导热腔被热的不良导体所覆盖，所述导热片的工 作面外露在壳体的表面。
[0011] 作为上述技术方案的进一步改进，所述测溫模块注塑到所述壳体上。
[0012] 作为上述技术方案的进一步改进，所述测溫装置的壳体整体呈水瓶盖状。
[0013] 本实用新型的有益效果是:本实用新型提供的测溫模块及检测装置，由于导热片 整体呈薄片状，其具有较大的表面积，在隔空对被测对象(水)进行溫度测量时，与被测对象 之间的空气的接触面积较大，可W快速的跟随空气溫度变化而产生溫度变化，同时由于导 热腔内导热填充物的作用，溫度传感器与导热腔之间的空隙也不存在导热性不好的空气， 因此，被导热腔所包裹的溫度传感器则可w快速的响应，可w快速隔空测得被测物体的溫 度。
【附图说明】
[0014] 下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步说明：
[0015] 图1是本实用新型可隔空快速测量水溫的测溫模块的一实施例的结构示意图；
[0016] 图2是本实用新型可隔空快速测量水溫的测溫装置的一实施例的剖视图；
[0017] 图3是本实用新型的可隔空快速测量水溫的测溫装置的另一实施例的剖视图；
[0018] 图4是本实用新型的可隔空快速测量水溫的测溫装置的一实施例的结构示意图；
[0019] 图5是本实用新型的可隔空快速测量水溫的测溫装置的另一实施例的结构示意 图；
[0020] 图6是本实用新型可隔空快速测量水溫的测溫模块的导热片的一实施例的正视 图；
[0021 ]图7是本实用新型的一实施例的数据折线图。
【具体实施方式】
[0022] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可W相 互组合。
[0023] 参照图1，为本实用新型可隔空快速测量水溫的测溫模块的一实施例的结构示意 图。该测溫模块包括溫度传感器，可W为热敏电阻，包括NTC热敏电阻或者为PTC热敏电阻； 还包括导热片5,其为极薄的且具有较大表面积的片状结构，其材料通常为导热系数较大的 金属，同时也允许是其它材质，只要该材质的导热系数大即可；导热片5的一侧表面延伸设 置有一容纳溫度传感器的导热腔4,作为优选的实施方式，所述导热腔4包裹住所述溫度传 感器，即所述导热腔4的尺寸略大于所述溫度传感器的尺寸，使得导热腔4与溫度传感器之 间的空隙较小，排出导热能力极差的空气的影响，使得导热效果更好;导热片5的另一侧表 面为用于与空气接触的工作面;导热腔4内填充有材料为导热娃脂的导热填充物6,作用是 排出导热能力极差的空气，使该测溫模块的溫度响应速率较高；当然，在条件允许的情况 下，使用石墨締、人造金刚石或银粉等导热系数极大的材料，将会使本测溫模块的溫度响应 速率更高;溫度传感器的引脚7从导热腔4中引出。利用该测溫模块，其测溫效率较高。
[0024] 参照图2,为本实用新型可隔空快速测量水溫的测溫装置的一实施例的剖视图。该 测溫装置包括所述测溫模块，所述测溫模块包括溫度传感器3，用于感知溫度的变化，其体 积尽量小，使其可W具有更短的热响应时间；其还包括导热腔4,其包裹住溫度传感器3,所 述导热腔4的尺寸略大于所述溫度传感器3的尺寸，导热腔4通常是被热的不良导体所包裹， 使得其不与其它导热能力强的材质直接接触，运样可W保证本测溫模块只通过导热片5感 知空气溫度的变化，而不会受到其它溫度干扰;所述导热腔4和溫度传感器3之间填充有导 热填充物6;导热片5为薄片状，所述导热片5的一侧表面与导热腔4相连，导热片5的另一侧 表面为用于与空气接触的工作面，该工作面具有權皱，使得它与空气的接触面积较大，有助 于快速地随空气溫度的变化而变化。
[0025] 参照图3,是本实用新型的可隔空快速测量水溫的测溫装置的另一实施例的剖视 图，该测溫装置包括壳体1、A/D转换电路（图中未标示）、微处理器（图中未标示)和溫度显示 模块(图中未标示），壳体1中安装有测溫模块2,所述测溫模块2通过注塑的方式被安装到该 测溫装置中；所述测溫模块的溫度传感器通过引脚与所述A/D转换电路相连。由于该基本电 路是本领域技术人员公知的技术，因此此处不再做详细说明。
[0026] 图4是本实用新型的可隔空快速测量水溫的测溫装置的一实施例的结构示意图。 该测溫装置8包括壳体1，壳体1中安装有测溫模块2,所述测溫模块2通过注塑的方式被安装 到该测溫装置8中。
[0027] 作为该测溫装置的一个实施例，所述测溫装置8的壳体1整体呈水瓶盖状，该装置 测溫效率较高，且结构简单，成本低廉，易于实现。
[0028] 参照图5,是本实用新型的可隔空快速测量水溫的测溫装置的另一实施例的结构 示意图。该测溫装置8包括壳体1，其中导热片一侧表面为用于与空气接触的工作面，导热片 的工作面外露在壳体1的表面，该工作面具有權皱，使得它与空气的接触面积较大，有助于 快速地随空气溫度的变化而变化;该测溫装置8材料为热的不良导体，该测溫装置8进行测 溫时，导热片的工作面直接面向被测环境，可与被测环境内部的空气相接触。
[0029] 图6是本实用新型可隔空快速测量水溫的测溫模块的导热片的一实施例的正视 图。导热片5为极薄的且具有较大表面积的片状结构，其材料通常为导热系数较大的金属， 同时也允许是其它材质，只要该材质的导热系数大即可薄片状，其一侧表面为用于与空气 接触的工作面，该工作面具有權皱，使得它与空气的接触面积较大，有助于快速地随空气溫 度的变化而变化。
[0030] 除了用常规的方式获取溫度数据外，本实用新型还提供一种优选的利用上述测溫 模块、检测装置W及水瓶的隔空测量水溫的方法。
[0031] 由于水壶具备保溫功能，在相对较长的时间内都可W认为壶内水溫是恒定不变 的。在水壶运个密闭空间内，空气溫度因为热传导、对流和热福射迅速地与水溫趋于一致， 即空气的溫度也可W认为是恒定不变的。在此前提下，可W将NTC热敏电阻视为一个放入 运个恒溫环境中的一个物体，此物体溫度变化速率与当前物体和环境溫度差成正比，而运 个比例系数恒等于NTC热敏电阻外层材料的热传递系数。当需要测量水溫时，读取NTC热 敏电阻的溫度，记为To;间隔一个采样周期t之后再读取一次NTC热敏电阻的溫度，记为 Τι;再间隔一个采样周期t之后再读取一次NTC热敏电阻的溫度，记为T2。此时可求得水 溫：
[0032] Tw=Ti+k*( T2-T0 )
[0033] 为了验证W上数学模型在实际应用中的可行性，将NTC热敏电阻快速放入(悬空 放置)装有80°C热水的水壶中，并迅速密封水壶W防止蒸汽泄漏，运时每过500ms采集一次 NTC热敏电阻的溫度。W下为某次实验的数据表格：
[0034]
[0035] 将表格中的数据绘制成折线图，如图7所示。由图表可知，在实际的应用场景中， NTC热敏电阻的溫度变化的速率与当前NTC热敏电阻与热水溫差呈线性相关;趋势线为 = 0.0061 + 1.9684,该直线斜率极小，表明该数学模型系统误差极小，即说明了 W上 数学模型的正确性;在该实验过程中，预测溫度与实际溫度差值小于±1.6°C，即在本次实 验中，随机误差范围为±1.6°CW内。综上，本方法在实际应用中可行。
[0036] W上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实 施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变 形或替换，运些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
【主权项】
1. 一种可隔空快速测量水温的测温模块，包括温度传感器，其特征在于:还包括一薄片 状的导热片，所述导热片的一侧表面延伸设置有一容纳所述温度传感器的导热腔，所述导 热片的另一侧表面为用于与空气接触的工作面;所述导热腔内填充有导热填充物，所述导 热填充物填充了温度传感器与导热腔之间的空隙；所述温度传感器的引脚从导热腔中引 出。2. 根据权利要求1所述的测温模块，其特征在于:所述导热片的工作面具有褶皱。3. 根据权利要求1所述的测温模块，其特征在于:所述导热填充物的材料为导热硅脂。4. 根据权利要求1所述的测温模块，其特征在于:所述导热腔的尺寸大于所述温度传感 器的尺寸。5. 根据权利要求1至4任一项所述的测温模块，其特征在于:所述温度传感器为热敏电 阻。6. -种测温装置，包括壳体、A/D转换电路、微处理器和温度显示模块，其特征在于：还 包括权利要求1至5任一项所述的测温模块，所述测温模块的温度传感器通过引脚与所述A/ D转换电路连接。7. 根据权利要求6所述的测温装置，其特征在于:所述导热腔被热的不良导体所覆盖， 所述导热片的工作面外露在壳体的表面。8. 根据权利要求7所述的测温装置，其特征在于:所述测温模块注塑到所述壳体上。9. 根据权利要求6至8任一项所述的测温装置，其特征在于:所述测温装置的壳体整体 呈水瓶盖状。
【文档编号】G01K7/22GK205483320SQ201620052050
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月19日
【发明人】胡建伟
【申请人】深圳麦开网络技术有限公司